CdS薄膜光電化學(xué)電池及其離子識(shí)別特性的研究.pdf

1、光電化學(xué)電池近幾十年在光解水、燃料電池、光電轉(zhuǎn)換等方面的研究取得了巨大的進(jìn)展，特別是近年來(lái)染料敏化太陽(yáng)能電池的成功，讓人們看到了低成本、高效率太陽(yáng)電池的希望。而硫化鎘是一種在異質(zhì)結(jié)薄膜太陽(yáng)電池方面有著廣泛研究和應(yīng)用的光電子信息材料。本文創(chuàng)新性的提出了利用光電化學(xué)電池識(shí)別和檢測(cè)離子的方法。由于光電化學(xué)電池的性能受制于其電解質(zhì)溶液的類(lèi)別和組成，不同的離子將引起光電化學(xué)電池性能不同的變化。這種識(shí)別和檢測(cè)離子的方法具有靈敏性高、響應(yīng)迅速的特點(diǎn)。

2、其抗干擾能力有待進(jìn)一步提高。 文中詳細(xì)介紹了光電化學(xué)電池的原理、應(yīng)用和研究現(xiàn)狀，以及CdS薄膜材料的制備方法和研究進(jìn)展。研究了CBD(Chemical Bath Deoosition)法制備CdS薄膜以及沉積條件與CdS薄膜生長(zhǎng)的關(guān)系，從理論上分析和探討了CBD法沉積CdS薄膜的生長(zhǎng)機(jī)理。在此基礎(chǔ)上制備了電解質(zhì)溶液可流通的CdS薄膜光電化學(xué)電池。測(cè)得最大光電流達(dá)到微安級(jí)。電解質(zhì)溶液可流通的設(shè)計(jì)可以迅速地改變電解質(zhì)溶液的組成，方便

3、考察電解液中不同物質(zhì)對(duì)光電化學(xué)電池性能的影響。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)此光電化學(xué)電池對(duì)Cd<'2+>、S<'2->有著特別的響應(yīng)，因此提出利用CdS薄膜光電化學(xué)電池識(shí)別和檢測(cè)Cd<'2+>、S<'2->的方法，并得到以下結(jié)論： 1．CdS薄膜光電化學(xué)電池對(duì)Cd2<'2+>有著高選擇性的識(shí)別。在0.1mol-L<'-1> KN0<,3>作為電解液的背景下，與其他各種金屬離子比較，只有摻入Cd<'2+>是使光電流下降的。這種現(xiàn)象可能由于CdS多

4、晶薄膜存在著對(duì)Cd<'2+>特性的晶界吸附，促使電極表面Fermi能級(jí)“釘扎”(Fermi-level pinning)，以及這種吸附表現(xiàn)在對(duì)空間電荷層電場(chǎng)的作用上，增大電子-空穴的復(fù)合機(jī)率，降低了光電勢(shì)。這將使其可能發(fā)展成為一種新穎的Cd2<'2+>傳感器。 2．CdS薄膜光電化學(xué)電池的光電流和Na2S的濃度大小成一定的線性關(guān)系，檢測(cè)下限達(dá)到10<'-6>mol-L<'-1>，將其發(fā)展成一種S<'2->傳感器成為可能。硫化物